POTENSI JAMUR PARASIT TELUR SEBAGAI AGENS HAYATI PENGENDALI NEMATODA PURU AKAR Meloidogyne incognita
PADA TANAMAN TOMAT
THE POTENCY OF EGG PARASITE FUNGI AS BIOLOGICAL CONTROL AGENTS OF ROOT-KNOT NEMATODEMeloidogyne incognita ON TOMATO
Siwi Indarti* & Bambang Rahayu TP.
Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada Jln. Flora 1, Bulaksumur, Sleman, Yogyakarta 55281
*Penulis untuk korespondensi. E-mail: siwiindarti@yahoo.com
ABSTRACT
Root-knot nematodes Meloidogynespp. are sedentary endoparasitic that attacks various economically important plants. Utilization of nematode’s fungal egg parasite as biocontrol agents of sedentary endoparasitic nematodes have a good possibility of potential success to be applied in the field level, because this fungi is able to colonize in and causes damage to eggs as well as female nematodes inside the root. The purpose of this research are to know the parasitism ability of this parasitic fungi to Meloidogyne incognitaeggs, and its effects on second stage larvae hatching rate and the development of galls number in the host. The result shows that the parasitic fungi, those of Trichoderma, Penicillium,
Talaromyces,Fusariumgenera were able to parasitize root-knot nematode eggs (25.09 to 89.79%), caused root-knot nematode egg hatching to decrease, suppressed the formation of galls, and reduced the population of second stage nematode larvae in the greenhouse.
Key words: biological control, Meloidogyne incognita, nematode eggs parasite fungi, root-knot nematode
INTISARI
Nematoda puru-akar Meloidogynespp. adalah nematoda endoparasitik sedentari, bersifat polifag, dan mempunyai nilai ekonomi tinggi. Pemanfaatan jamur parasit telur sebagai agens hayati pengendali nematoda endoparasitik sedentari mempunyai potensi tingkat keberhasilan tinggi untuk diterapkan pada aras lapangan karena mampu mengoloni dan merusak telur maupun stadium nematoda betina yang terlindungi jaringan tanaman. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui kemampuan parasitasi isolat-isolat jamur parasit telur terhadap telur nematodaMeloidogyne incognita, dan pengaruhnya terhadap tingkat penetasan telur menjadi L-2, serta pembentukan jumlah puru pada tanaman terserang. Hasil penelitian didapatkan bahwa jamur parasit telur yang termasuk genera Tricoderma, Penicillium, Talaromyces, dan Fusariummampu memarasit telur M. incognitaberkisar antara 25,09–89,79%, mengakibatkan penurunan persentase jumlah L-2 nematoda yang bersangkutan, serta menekan pembentukan puru akar pada aplikasi aras rumah kaca.
Kata kunci: jamur parasit telur nematoda, Meloidogyne incognita, nematoda puru akar, pengendalian hayati
PENGANTAR
Nematoda puru akar Meloidogyne incognita termasuk salah satu hama yang sangat merugikan, bersifat polifag, serta mempunyai siklus hidup yang pendek sehingga perkembangbiakannya sangat cepat. M. incognita merupakan nematoda parasit tanaman yang sulit dikendalikan, khususnya tanaman sayuran (Netscher & Sikora, 1990). Kelompok nematoda ini sebagian besar siklus hidupnya berada di dalam jaringan akar tanaman inang serta mempunyai stadium yang tahan terhadap mikroorganisme antagonis yang berada di dalam tanah, yaitu telur-telur nematoda yang terbungkus matriks gelatin.
Golongan jamur yang bersifat parasitik terhadap telur dan nematoda betina yang berada di daerah rizosfer tanaman inang nematoda telah dibuktikan mempunyai peran utama dalam menekan multiplikasi nematoda yang bersangkutan (Kerry, 1988; Singh &
dan mobilitas larva stadium ke-2 (L2) M. incognita, atau mempunyai aktivitas yang bersifat nematisidal.
Pemanfaatan jamur parasit telur untuk mengen-dalikan nematoda parasit tanaman, khususnya nematoda puru akar, belum banyak dikaji di Indonesia. Isolat-isolat jamur yang diuji merupakan hasil isolasi dari rizosfer pertanaman yang terserang nematoda, sehingga potensial dikembangkan sebagai agens hayati. Hal ini sesuai dengan kesimpulan Sun et al. (2006) bahwa jamur nematofagus yang diisolasi dari rizosfer tanaman terinfeksi nematoda mempunyai patogenitas tinggi terhadap nematoda target. Hal-hal tersebut mendorong dilakukannya penelitian ini dalam upaya untuk mengembangkan teknik pengendalian nematoda puru akar yang efektif, aman, serta ramah lingkungan.
BAHAN DAN METODE
Perbanyakan Jamur dan Penyiapan Telur Nematoda Puru Akar M. incognitasebagai Bahan Uji
Dua puluh isolat jamur parasit telur nematoda koleksi Laboratorium Nematologi, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan (HPT) diperbanyak pada medium PDA mengacu pada metode Oliveres-Bernabeu & Lopez-Liorca (2002). Telur nematoda puru akar M. incognitauntuk bahan uji bioassay disiapkan dari hasil perbanyakan nematoda tersebut, dengan cara mengisolasi nematoda puru akar dari sistem perakaran tanaman inang yang menunjukkan adanya puru. Isolasi dilakukan menggunakan metode Hussy & Barker dengan teknik penyaringan yang dikombinasi penggunaan NaOCl (Hooper, 1988). Sebelum dilakukan perbanyakan, dilakukan identifikasi spesies berdasar-kan pola perenial pada kutikula nematoda betina tersebut.
Uji Kemampuan Parasitasi Jamur dan Pengaruhnya terhadap Penetasan Telur M. incognita
Uji kemampuan parasitasi jamur dilakukan secara in vitrodi laboratorium Nematologi, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, mengacu pada metode Kerry & Bourne (2002) dan Sunet al. (2006). Suspensi spora jamur pada tingkat kerapatan spora 106dari biakan isolat jamur umur 7 hari. Sebanyak ± 50 butir telur M. incognita dimasukkan ke dalam lubang multiwell plate24 lubang, ditambah 200 µl spora jamur. Inkubasi dilakukan pada suhu ruangan sampai 7 hari. Pengamatan dilakukan setiap 24 jam dengan mikroskop Olympus SXZ 12 pada perbesaran 200×. Isolat jamur yang tumbuh membentuk hifa di sebagian atau menutupi keseluruhan dinding telur dikategorikan sebagai isolat yang mampu memarasit telur nematoda yang diuji (Oliveres-Bernabeu & Lopez-Liorca, 2002).
Sebagai kontrol digunakan telur M. incognitayang diinokulasi air steril dengan volume yang sama dengan volume spora jamur yang diujikan. Tingkat kemampuan isolat jamur memarasit telur dihitung berdasarkan persentase telur terparasit jamur terhadap jumlah keseluruhan telur yang diuji. Untuk mengetahui pengaruh perlakuan jamur terhadap tingkat penetasan telur M. incognitadilakukan dengan cara yang sama, namun pengamatan dilakukan dengan menghitung jumlah telur yang tidak menetas menjadi L2 terhadap keseluruhan telur yang diuji.
Uji Kemampuan Jamur dalam Menghambat Pem-bentukan Puru Akar
Uji pengaruh jamur dalam pembentukan puru dilakukan di rumah kaca Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, UGM. Bibit tanaman tomat ditumbuhkan pada media tanah steril dalam pot berdiameter 20 cm. Pada umur 10 hari, tanaman diinokulasi dengan nematoda L-2 M. incognita1000 ekor per pot, dilanjutkan dengan inokulasi spora jamur dengan tingkat kerapatan 107sebanyak 5 ml untuk tiap-tiap isolat jamur yang diuji. Empat minggu setelah perlakuan, dilakukan pengamatan terhadap penghambatan pembentukan puru pada perakaran tanaman uji, tingkat populasi L-2 M. incognitapada jaringan akar maupun tanah di sekitar tanaman, serta aspek agronomi tanaman yang meliputi panjang dan berat akar, serta tinggi tanaman. Analisis populasi nematoda dilakukan dengan ekstraksi-isolasi Meloidogyne larva stadia kedua (L-2), mengacu pada Southey (1988), yaitu menggunakan metode White-head trayyang dimodifikasi untuk sampel tanah dan metode pengkabutan untuk sampel jaringan akar. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan ulangan 3 kali untuk masing-masing isolat jamur yang diuji. Analisis sidik ragam data dilakukan dengan uji DMRT dengan tingkat kepercayaan 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
terhadap kerusakan telur M. incognitaakibat terparasit jamur memperlihatkan tipe-tipe kerusakan yang bervariasi (Gambar 1). Mekanisme atau cara infeksi spora jamur ke dalam kutikula dan telur nematoda dapat terjadi karena kekuatan mekanis (mechanic force), aktivitas enzimatis dari jamur atau kombinasi antara kedua mekanisme tersebut (Stirling & Mankau, 1979; Dackman et al., 1989; Chen & Dickson, 2004). Mengacu pada hasil penelitian Indarti et al.(2010), isolat KTH 2-2 yang teridentifikasi sebagai Trichoderma (= Hypocrea) virensdikenal sebagai agens hayati yang potensial untuk patogen-patogen tumbuhan
tular tanah.Trichodermasp. mampu menginduksi ketahanan tanaman inang serta memproduksi anti-biotik berspektrum luas yaitu phytotoxin viridol (Hutchinson, 1999; Ada et al., 2007). Jamur tersebut juga mempunyai potensi untuk mengendalikan nematoda puru akar Meloidogyne javanicadengan meningkatkan pertumbuhan tanaman dan mengurangi kemampuan nematoda memperbanyak diri (Ashraf & Khan, 2007; Sharon et al., 2007).
Hasil uji aplikasi isolat-isolat jamur parasit telur terhadap nematoda puru akar M. incognitadi rumah kaca diuraikan pada Tabel 2. Perlakuan jamur parasit
Tabel 1. Kemampuan parasitasi jamur parasit telur dan pengaruhnya terhadap tingkat penetasan larva stadium ke-2 (L-2) nematoda puru akar Meloidogyne incognita
Isolat jamur Tingkat parasitasi(%) Tingkat penetasan L-2 (%)
KB6 38,21 cde 2,59 e
KT 1-2 38,12 cde 26,26 bcd
KT1-1 57,59 bc 24,13 bcd
KT1-3 59,72 bc 34,68 b
KT1-4 57,00 bc 30,51 b
KT2-2 50,60 bcd 26,09 bc
KT2-5 38,52 cde 10,45 de
KT3-2 39,10 cde 10,04 de
KTH 10.2.1 62,88 bc 13,61 cde
KTH 12.2.1 27,91 de 13,43 cde
KTH 12.2.2 25,09 e 20,43 bcd
KTH 5-1 87,79 a 12,21 cde
KTH2.2 89,79 a 10,21 de
PB1 48,11 bcde 33,00 b
PB2 58,47 bc 14,00 cde
PB3 65,76 b 9,76 de
PB5 47,18 bcde 11,58 de
SRJ10 55,39 bc 29,32 b
SRJ7 87,19 a 9,95 de
TM1 38,60 cde 22,20 bcd
KONTROL 0 f 61,49 a
Keterangan: Angka dalam kolom yang sama yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT pada tingkat kepercayaan 95%.
Gambar 1. Telur nematoda puru akarMeloidogyne incognitaterparasit jamur; telur M. incognita terparasit jamur isolat TM1 (A), isolat KTH 12.2.2 (B), isolat SRJ 7 (C), dan kontrol (K) atau telur dengan perlakuan air steril (D)
K
telur menghambat pembentukan puru pada tanaman tomat terinfeksi nematoda M. incognita. Jumlah puru per gram akar tertinggi dijumpai pada tanaman yang diinokulasi nematoda M. incognitatanpa perlakuan jamur parasit telur (Kontrol) yaitu sebesar 81,67 per gram akar, dan terendah pada perlakuan SRJ 7 yaitu 23,67 puru/gram akar. Secara keseluruhan menunjukkan bahwa perlakuan jamur parasit telur terbukti dapat menurunkan jumlah puru per gram akar dan berbeda nyata dengan tanaman uji tanpa perlakuan jamur.
Hasil analisis populasi L-2 nematoda M. incognita pada tanah maupun akar tanaman tomat (Tabel 2) menunjukkan bahwa perlakuan jamur parasit telur mengakibatkan penurunan populasi stadium L-2 nematoda yang bersangkutan, baik pada jaringan akar ataupun tanah di sekitar perakaran. Populasi L-2 pada jaringan akar yang terendah ditemukan pada perlakuan KT3-2 sebesar 128,33 L2/gram akar. Sebagai pembanding, populasi L2 pada Kontrol (tanpa perlakuan jamur) adalah 1075,33 L2/gram akar. Pengamatan L2 pada tanah, populasi terendah ditemukan pada perlakuan SRJ10 yaitu 0 L2/100 gram tanah dan terendah kedua sebesar 16,67 L2/100 gram tanah pada perlakuan PB5. Berdasarkan analisis statistik dengan uji DMRT menunjukkan bahwa pada tanaman tanpa perlakuan jamur (Kontrol), ditemukan populasi yang paling tinggi sebesar 163,33/100 gram tanah dan berbeda nyata dibandingkan pada tanaman
yang diaplikasi jamur parasit telur. Hal yang sama juga terjadi pada hasil pengamatan populasi L-2 nematoda pada jaringan akar.
Terkait dengan hasil penelitian sebelumnya, bahwa jamur parasit telur, terutama isolat SRJ7 dan SRJ10 termasuk genera Trichodermadan isolat KT3-2 dan PB5 masing-masing teridentifikasi sebagai Penicillium tritinumdan TalaromycesCBMAI 62 ITS (Indarti et al., 2010). Golongan jamur tersebut dikenal mem-punyai potensi untuk mengendalikan nematoda puru akar Meloidogyne javanicadengan meningkatkan pertumbuhan tanaman, mengurangi kemampuan nematoda memperbanyak diri, serta menghambat pembentukan puru atau gallpada akar tanaman inang (Ashraf & Khan, 2007; Sharon et al., 2007). Hasil penelitian ini memperkuat hasil penelitian tersebut di atas. Perlakuan jamur parasit telur terbukti dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman tomat yang ter-serang nematoda M. incognita(Tabel 3). Pengamatan terhadap panjang akar, berat akar, serta tinggi tanaman menunjukkan bahwa perlakuan jamur parasit telur dapat memberikan pengaruh positif dan berbeda nyata dengan tanaman tanpa perlakuan jamur, yaitu mempunyai rata-rata panjang dan berat akar serta tinggi tanaman di atas tanaman Kontrol.
Pengamatan terhadap kenampakan sistem per-akaran tanaman tomat (Gambar 2) juga mendukung pernyataan tersebut di atas. Pada tanamam uji yang
Tabel 2. Pengaruh perlakuan jamur parasit telur terhadap jumlah puru, populasi L2 nematoda puru akar Meloidogyne incognitapada akar dan tanah rizosfer
Keterangan: Angka dalam kolom yang sama yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT pada tingkat kepercayaan 95%.
Isolat jamur Jumlah puru/ gram akar Jumlah L-2
M. incognita/ gram akar
Jumlah L-2
M. incognita/ 100 gram tanah
KB 6 49,00 c 291,33 n 27,33 k
KT 1-2 33,33 h 353,33 j 48,00 e
KT 1-3 53,33 b 569,00 b 24,67 l
KT 1-4 36,00 g 354,67 i 30,67 j
KT 2-2 36,33 g 266,67 o 18,33 m
KT 2-5 32,67 h 213,67 r 32,33 ij
KT 3-2 32,67 h 128,33 t 29,00 jk
KT1-1 37,00 g 344,33 k 41,00 gh
KTH 10.2.1 46,00 d 396,67 g 19,00 m
KTH 12.2.1 42,00 de 440,00 e 67,67 c
KTH 12.2.2 36,67 g 313,00 l 17,33 m
KTH 2.2 39,30 e 309,30 m 45,00 fg
KTH 5-1 35,33 g 247,00 q 43,00 fg
PB 1 54,33 b 454,33 d 52,67 d
PB 2 41,00 ef 379,33 h 95,67 b
PB 3 53,67 b 405,33 f 47,33 ef
PB 5 53,33 b 536,00 c 16,67 m
SRJ 10 31,67 h 247,00 q 0,00 n
SRJ 7 23,67 i 151,00 s 34,00 h
TM 1 35,67 g 256,67 p 32,67 i
diberi perlakuan jamur parasit telur mempunyai perakaran yang lebih baik dengan gall(puru) yang terbentuk relatif lebih sedikit. Dengan demikian,
perlakuan jamur parasit telur dapat memperbaiki perakaran tanaman terserang nematoda puru akar M. incognita.
Tabel 3. Pengaruh perlakuan jamur parasit telur terhadap pertumbuhan tanaman tomat
Isolat jamur Panjang akar (cm) Berat akar (g) Tinggi tanaman (cm)
KB6 24,67 ab 32,00 cde 88,00 cd
KT 1-2 19,33 efg 29,00 fgh 85,0 e
KT1-1 21,33 cdef 22,33 j 89,33 bc
KT1-3 19,00 fg 30,00 efg 71,33 ij
KT1-4 25,33 a 31,33 def 76,67 h
KT2-2 20,00 def 34,33 bc 80,33 g
KT2-5 22,33 cde 27,67 ghi 73,67 hi
KT3-2 21,33 cdef 18,33 k 70,33 j
KTH 10.2.1 18,00 g 21,33 j 83,67 ef
KTH 12.2.1 19,00 fg 27,63 ghi 76,67 h
KTH 12.2.2 18,67 fg 23,00 j 71,33 ij
KTH 5-1 22,33 bcde 35,00 b 86,33 e
KTH2.2 22,67 abcde 30,33 efg 81,33 f
PB1 19,33 f 25,33 i 71,67 ij
PB2 14,33 h 29,00 fgh 82,00 f
PB3 20,00 def 33,00 bcd 80,67 g
PB5 24,67 ab 30,33 efg 80,33 g
SRJ10 24,33 ab 34,00 bc 91,33 b
SRJ7 19,67 efg 33,67 bcd 91,67 b
TM1 23,33 abc 38,67 a 95,67 a
KONTROL 11,67 i 15,67 e 63,33 k
Keterangan: Angka dalam kolom yang sama yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak ada beda nyata pada uji DMRT pada tingkat kepercayaan 95%.
Gambar 2. Kenampakan perakaran tomat terinfeksi nematoda Meloidogyne incognitayang diberi perlakuan jamur parasit telur; kenampakan tanaman sehat (A), tanaman terserang nematoda M. incognita tanpa perlakuan jamur (B), dan tanaman terserang nematoda M. incognitayang diberi perlakuan jamur parasit telur (C–H)
A B C D
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada melalui Dana Masyarakat yang telah mendanai kegiatan penelitian dengan No. Kontrak SPK 1540/PN/TU/ 2011. Sdri Istikhana yang telah membantu menyiapkan telur dan perbanyakan nematoda puru akar Meloidogyne incognita.
DAFTAR PUSTAKA
Ada, V., A. Wiest, Y. Brotman, I. Chet, & C. Kenerley. 2007. The18mer Peptaibols from Trichoderma virens Elicit Plant Defense Responses. Molecular Plant Pathology 8: 737–746.
Ashraf, M.S. & T.A. Khan. 2007. Efficacy of Gliocladium virensand Taralomyces flavuswith or without Organic Amendment against Meloidogyne javanicaInfecting Eggplant. Asian Journal of Plant Pathology 1: 18–21.
Chen, S Y & D.W. Dickson. 2004. Biological Control of Nematodas by Fungal Antagonist, p. 979 –1025. InZ.X. Chen, S.Y. Chen, & D.W. Dickson (eds.),Nematology Advances and Perspectives Vol. 2: Nematode Management and Utilization. CAB Publishing, USA.
Dackman, C., I. Chet, & B. Nordbring-Herzt. 1989. Fungal Parasitism of the Cyst NematodaHeterodera schachtii: Infection and Enzymatic Activity. Abstract FEMS Microbio-logy LettersVol. 62. Issue 3 March: 201–208. http://www.sciencedirect.com/science, modified 21/9/10.
Gortari, M.C. 2008. Fungal Chitinases and their Biological Role in the Antagonism onto Nematode Eggs. A review. Mycological Progress7: 221–238.
Hooper, D.J. 1988. Extraction of Nematodes from Plant Material, p. 5–30. In J.F. Southey (ed.), Laboratory Methods For Work with Plant and Soil Nematodes. Her Majesty’s Stationery Office, London.
Hutchinson, C.M. 1999. Trichoderma virens-inoculated Composted Chicken Manure for Biological Weed Control. Biological Control 16: 217–222.
Indarti, S., D. Widianto, Y.H. Kim, Mulyadi, & Suryanti. 2010. Survey of Egg- and Cyst-parasitic Fungi of Potato Cyst Nematoda in Indonesia. The Plant Pathology Journal26: 32–36.
Kerry, B. 1988. Fungal Parasite of Cyst Nematodes. Agriculture, Ecosystem and Environment 24: 293–305.
Kerry, B.R & J.M. Bourne. 2002. A Manual for Research on Verticillium chlamydosporia, a Potential Biological Control Agent for Root-knot Nematodes. IOBC/OILB, Inst. for Biological Control, Heinrichstr. 84 p.
Netscher, C. & R.A. Sikora. 1990. Nematoda Parasites of Vegetables, p. 237–283. InLuc. M., R.A. Sikora & J. Bridge (eds.), Plant Parasitic Nematode in Sub-tropical and Tropical Agriculture.C.A.B. International Institute of Parasitology, London.
Olivares-Bernabeu, M.C. & L.V.Vicente Lopez-Llorca. 2002. Fungal Egg-parasites of Plant-parasitic Nematodes from Spanish Soils. Revista de Iberoamericana Micologia 19: 104–110.
Sharon, E., I. Chet, A. Viterbo, M. Bar-Eyal, H. Nagan, G.J. Samuels, & Y. Spiegel. 2007. Parasitism of Trichodermaon Meloidogyne javanica and Role of the Gelatinous Matrix. European Journal of Plant Pathology118: 247–258.
Singh, R.S. & K. Sitaramiah. 1993. Plant Pathogens: The Plant Parasitic Nematodes,Science Publisher Inc., USA. p.156–174.
Stirling, G.R. & R. Mankau. 1979. Mode of Parasitism of Meloidogyne and Other Nematoda Eggs by Dactyllela oviparasitica. Journal of Nematology11: 282–288.
